Myocardial Tissue Characterization Using Electron Density Imaging: Relationship with Sex and Cardiovascular Risk Factors

Abstract

Background: Electron density (ED) imaging might be able to detect myocardial tissue differences indistinguishable for conventional non-contrast computed tomography (CT). Objectives: To evaluate whether there are differences in myocardial ED associated with sex, and if present, their relationship with cardiovascular risk factors or coronary calcification. Methods: Patients were participants of a prospective single center observational study comprising asymptomatic subjects between 50 and 75 years old, referred for a low-dose chest CT. All images were obtained using a dual-layer detector spectral CT, and evaluated using conventional CT (120 kVp) and ED images. Results: A total of 171 patients were included. Myocardial attenuation was not related to sex or coronary risk factors (all p>0.05), whereas the percent electron density relative to water (%EDW) was significantly higher among males (p<0.0001), and patients with diabetes (p=0.007), hypertension (p=0.004), and obesity (p=0.004). The extent of coronary artery calcification was unrelated to neither the myocardial attenuation, nor the myocardial ED. At univariate analysis, male sex was the only variable associated with a high %EDW (p=0.011), whereas age, diabetes, obesity, smoking, hypertension, and CACSIS (coronary artery calcification segment involvement score), were not. Logistic regression analysis including sex, obesity, diabetes, and hypertension in the model, identified male sex as the only independent predictor of a high %EDW (OR 2.51, 95%CI 1.23-5.34, p=0.016). Conclusions: In this study, ED imaging identified myocardial tissue differences that conventional CT was unable to discriminate, with a higher %EDW in men and in patients with cardiovascular risk factors. Male sex was the only independent predictor of a high %EDW.Introducción: Las imágenes de densidad electrónica (DE) podrían detectar diferencias miocárdicas tisulares no distinguibles mediante la tomografía computarizada (TC) convencional sin contraste. Objetivos: Evaluar si existen diferencias de DE miocárdica asociadas al sexo, y de estar presentes, su relación con factores de riesgo cardiovascular o calcificación coronaria. Material y métodos: Los pacientes pertenecían a un estudio prospectivo observacional de centro único que incluyó sujetos asintomáticos entre 50 y 75 años, derivados para realizar una TC de tórax de baja dosis. Todas las imágenes se obtuvieron mediante un equipo de TC espectral dual, y fueron evaluadas utilizando imágenes de TC convencional (120 kVp) y de DE, Resultados: Se incluyó un total de 171 pacientes. La atenuación miocárdica no estuvo relacionada con el sexo o factores de riesgo coronarios (todos con p >0,05), mientras que el porcentaje de densidad electrónica respecto del agua (%EDW, por su sigla en inglés) fue significativamente mayor en la población masculina (p<0,0001), y en los pacientes con diabetes (p=0,007), hipertensión (p=0,004) y obesidad (p=0,004). La extensión de la calcificación coronaria no estuvo relacionada ni con la atenuación ni con la DE miocárdicas. En el análisis univariado, el sexo masculino fue la única variable asociada a un %EDW elevado (p=0,011), mientras que la edad, la diabetes, la obesidad, el tabaquismo, la hipertensión y el score CACSIS (score de calcificación de las arterias coronarias), no. Un modelo de regresión logística que incluyó sexo, obesidad, diabetes e hipertensión, identificó al sexo masculino como el único predictor independiente de %EDW elevado (OR 2,51, IC 95% 1,23-5,34, p=0,016). Conclusiones: En este estudio, las imágenes de DE identificaron diferencias en el tejido miocárdico que la TC convencional fue incapaz de discriminar, con un mayor %EDW en hombres y en pacientes con factores de riesgo cardiovascular. El sexo masculino fue el único predictor independiente de %EDW elevado.